電氣工程課程設(shè)計(jì)plc的自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-21 00:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。第二章 可編程控制器 可編程控制器的定義PLC 即可編程控制器（ Programmable logic Controller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對 PLC 做了如下定義：PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。定義強(qiáng)調(diào)了可編程控制控制器是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)” ，是一種計(jì)算機(jī)。它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)” 的工業(yè)計(jì)算機(jī)，是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計(jì)算機(jī)通信聯(lián)網(wǎng)的功能。這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用“ 面向用戶的指令 ”，因此編程方便。它能完成邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù)和算術(shù)操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸出輸入控制” 的能力，并且非常容易與“ 工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體 ”，易于“擴(kuò)充”?？删幊炭刂破髂苤苯討?yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它需具有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。 可編程控制器的發(fā)展概況隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程控制器的應(yīng)用已廣泛普及，成為自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分?？删幊炭刂破髯钕瘸霈F(xiàn)在美國，1968 年，美國的通用汽車公司（GM）提出了研制一種新型控制器的要求，并從用戶的角度提出新一代控制器應(yīng)具備以下十大條件：(1)編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序。(2)維護(hù)方便，最好是插件式。(3)可靠性高于繼電器控制柜。(4)體積小于繼電器控制柜。(5)可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)。(6)在成本上可與繼電器控制柜競爭。(7)輸入可以是交流 115V（即用美國的電網(wǎng)電壓） 。(8)輸出為交流 115V、2A 以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥。(9)在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只需要很小的變更。(10) 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到 4KB。1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上，當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器 PLC，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。特別是進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代以來，PLC 已廣泛地使用 16 位甚至 32 位微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路。這時(shí)的 PLC 還同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理、PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。PLC 是微機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其基本設(shè)計(jì)思想是把計(jì)算機(jī)功能完善、靈活、通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。 可編程控制器的基本組成及特點(diǎn)可編程控制器主要由 CPU、存儲(chǔ)器、基本 I/O 接口電路、外設(shè)接口、編程裝置、電源等組成。可編程控制器的特點(diǎn)：，抗干擾能力強(qiáng)PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長。故障也就大大降低。此外，PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2．編程簡單，使用方便。 梯形圖是用得最多的可編程序控制器的編程語言，其符號與繼電器電路原理圖相似。梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂。3． 控制靈活，程序可變，具有很好的柔性。產(chǎn)品采用模塊化形式，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。硬件配置確定后，可通過修改用戶程序，不用改變硬件，方便快速適應(yīng)工藝條件的變化，具有很好的柔性。4．功能強(qiáng)，擴(kuò)充方便，性價(jià)比高。有很強(qiáng)的邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。擴(kuò)充非常方便。5．系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。6．體積小，重量輕，能耗低以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。第三章 自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，是為高職學(xué)院學(xué)生提高動(dòng)手能力和實(shí)踐技能而設(shè)計(jì)的一套實(shí)用性實(shí)訓(xùn)設(shè)備。該裝置由八套各自獨(dú)立而又緊密相連的工作站和一套監(jiān)控站組成。這八站分別為：上料檢測站、搬運(yùn)站、加工站、搬運(yùn)分揀站、傳送站、安裝站、安裝搬運(yùn)站和分類站。該實(shí)訓(xùn)裝置的一大顯著特點(diǎn)是：具有較好的柔性，即每站各有一套 PLC 控制系統(tǒng)獨(dú)立控制。將八個(gè)模塊分開培訓(xùn)可以容納較多的學(xué)員同時(shí)學(xué)習(xí)。在基本單元模塊培訓(xùn)完成以后，通過組建 PLC 網(wǎng)絡(luò)，又可以將相鄰的兩站、三站……直至八站連在一起，學(xué)習(xí)復(fù)雜系統(tǒng)的控制、編程、裝配和調(diào)試技術(shù)。該系統(tǒng)囊括了機(jī)電一體化等專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及的諸如電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)、PLC（可編程控制器） 、傳感器等多種技術(shù)，給學(xué)生提供了一個(gè)典型的綜合操作平臺(tái)，使學(xué)生將學(xué)過的各門專業(yè)知識(shí)在這里得到全面認(rèn)識(shí)、綜合訓(xùn)練和相互提升。（1）上料檢測站由料斗、回轉(zhuǎn)臺(tái)、工件滑道、提升裝置、檢測工件和顏色的光電開關(guān)、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O 接口板、直流減速電機(jī)、電磁閥及
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